天文学家在年轻的行星盘中发现早期的环状和螺旋结构的行星盘

葫芦科普 2024-01-10 22:46:19

你是否曾经想过,我们的太阳系是如何形成的?我们的地球和其他行星是如何从一片混沌的气体和尘埃中诞生的?这些问题可能会让你感到好奇,也可能会让你感到困惑。毕竟,我们的太阳系已经存在了约46亿年,我们无法亲眼目睹它的起源。但是,你可能不知道的是,在遥远的宇宙中,有些行星盘比我们的太阳系还要年轻,但它们已经显示出了令人惊讶的结构,暗示着行星可能正在快速地形成。这些行星盘就像是太阳系的婴儿版,让我们有机会窥探行星的诞生之谜。

这是一个国际天文学家团队最近的重大发现,他们用了一个叫做ALMA的超级天文望远镜,拍到了一些令人惊叹的照片,让我们对行星的起源有了更深的认识。ALMA是什么呢?它是阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列的缩写,是一个由66个高精度的天线组成的巨型望远镜,位于智利的阿塔卡马沙漠,海拔5000多米。ALMA它的名字也有另一个含义,在西班牙语和葡萄牙语中,Alma意思是“灵魂”。这是因为ALMA可以探测到一些看不见的东西,就像是宇宙的灵魂一样。它可以观测到一些肉眼看不到的天体,比如年轻的行星盘。

行星盘是什么呢?它是环绕在年轻恒星周围的气体和尘埃的盘状结构,是行星形成的摇篮。行星盘的形状和结构可以告诉我们很多关于行星形成的信息。例如,行星盘中的环状结构可能是由于行星的重力扰动了盘内的气体和尘埃,形成了空隙。而行星盘中的螺旋结构可能是由于行星和盘内的气体有不同的旋转速度,产生了剪切力。

行星盘中的气体和尘埃的成分也会影响行星的特征。例如,行星盘中的水分布会决定行星的温度和湿度,而行星盘中的碳、氮、氧等元素会决定行星的大气和生命的可能性。

行星盘中的尘埃粒子不仅可以形成行星,还可以形成一些奇特的天体,比如彗星、小行星、卫星等。例如,我们的太阳系中的冥王星和它的卫星卡戎就是由原行星盘中的冰尘粒子聚合而成的。

行星盘中的尘埃粒子也可以形成一些美丽的景象,比如行星状星云、星际尘埃带等。例如,我们的太阳系中的柯伊伯带就是由原行星盘中的尘埃和冰块组成的,它环绕在太阳系的边缘,是一些彗星的来源。

这个天文学家团队观测了一些0类和I类的行星盘,这些行星盘比我们以前看到的II类的行星盘要年轻得多,只有几十万年的历史。他们发现,这些行星盘中有些已经出现了环状和螺旋的形状,这些形状可能是由行星在盘内打开的空隙造成的,说明行星可能比我们想象的要早就开始形成了。他们在美国天文学会的一次会议上分享了这一发现,引起了国际天文学界的广泛关注。

这项研究的主要推动者之一是耶鲁大学的博士生谢承翰,他对这些行星盘的形状非常感兴趣,因为它们可以揭示行星形成的早期过程。他说:“我们原来的理论很难解释为什么一百万年内就能形成像木星那么大的行星,但是我们观测到的行星盘中可能就有这样的行星存在。”他和他的团队计划进一步研究这些行星盘的形状是什么时候出现的,以及它们和行星形成有什么关系。

这项研究标志着我们对行星盘演化理解的关键转变,揭示了盘状结构在大约300万年前开始形成 - 这是一个非常快速的发展。这些年轻的圆盘可以表现出多个环、螺旋结构,或者演变成一个带有中心腔的环。新生圆盘中这种复杂结构的存在挑战了现有的行星形成模型,特别是在大型类木星行星的情况下。

这些发现让我们对行星形成的早期过程有了新的了解,也显示了ALMA这样的天文望远镜的重要作用。ALMA能够拍到这些早期阶段的清晰照片,这是很不容易的,因为这些行星盘很暗,而且离我们很远。ALMA正在帮助天文学家解开一个难题:像我们的太阳系一样的行星系统是怎么产生的。也许有一天,我们能够通过ALMA看到和地球一样的行星,或者更多奇妙的世界,让我们对宇宙的奥秘有更多的惊喜和敬畏。

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葫芦科普

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